Как муравьи ползают по стенам? Биолог объясняет их липкую, шипастую, не поддающуюся гравитации хватку

Как муравьям удается так легко взбираться на стены, потолки и другие поверхности?  Я (Деби Кэссилл) изучаю муравьев уже 30 лет, и их способности к лазанию не перестают меня удивлять.

Рабочие муравьи – которые все являются самками  – имеют впечатляющий набор инструментов: когти, шипы, волоски и липкие подушечки на ногах, которые позволяют им преодолевать практически любые поверхности.

Перевод статьи Деби Кэссилл в The Conversation

Человеческие руки против муравьиных ног

Чтобы понять, что такое муравьиные ноги, нужно сравнить их с человеческими руками. У вашей руки есть один широкий сегмент – ладонь. Из ладони растут четыре пальца и большой палец. Каждый палец состоит из трех сегментов, в то время как большой палец имеет только два сегмента. На кончиках пальцев и большого пальца растет твердый ноготь.

У человека две руки, а у муравья – шесть ног. Муравьиные ноги похожи на руки, но устроены сложнее, с дополнительным набором странных деталей, которые их улучшают.

Ноги муравья состоят из пяти суставчатых сегментов, на конце которых находится пара когтей. Когти по форме напоминают кошачьи и могут цепляться за неровности на стенах. Каждый сегмент лапки также имеет толстые и тонкие шипы и волоски, которые обеспечивают дополнительное сцепление, вонзаясь в микроскопические ямки на текстурированных поверхностях, например на коре. Когти и шипы защищают муравьиные лапы от горячего асфальта и острых предметов, так же как ваши ноги защищает обувь.

Но особенность, которая действительно отличает человеческие руки от муравьиных ног, – это надувные липкие подушечки, называемые аролиями.

Липкие ноги

Аролии расположены между когтями на кончике каждой муравьиной лапки. Эти шарообразные подушечки позволяют муравьям не поддаваться гравитации и ползать по потолку или сверхтвердым поверхностям, например, по стеклу.

Когда муравей идет по стене или по потолку, под действием силы тяжести его клешни широко раздвигаются и отводятся назад. В то же время мышцы его ног накачивают жидкость в подушечки на концах лап, заставляя их надуваться. Эта жидкость называется гемолимфой – липкой жидкостью, похожей на кровь, которая циркулирует по всему телу муравья.

После того как гемолимфа накачивает подушечку, часть ее вытекает за ее пределы, благодаря чему муравьи могут прилипать к стене или потолку. Но когда муравей поднимает лапку, мышцы его ноги сокращаются и всасывают большую часть жидкости обратно в подушечку, а затем обратно в лапку. Таким образом, кровь муравья используется снова и снова – перекачивается из лапки в подушечку, а затем всасывается обратно в лапку, так что ничего не остается.

Муравьи очень легкие, поэтому шести липких подушечек достаточно, чтобы удержать их против силы тяжести на любой поверхности. А дома, в своих подземных камерах, муравьи используют свои липкие подушечки, чтобы спать на потолке. Спя на потолке, муравьи избегают часового движения других муравьев на полу камер.

Уникальная походка

Когда вы идете, ваши левая и правая ноги чередуются: одна стоит на земле, а другая находится в воздухе и движется вперед. Муравьи также чередуют свои ноги: три на поверхности и три в воздухе одновременно.

Походка муравьев уникальна среди шестиногих насекомых. У муравьев передняя и задняя левые ноги находятся на земле вместе со средней правой ногой, а передняя и задняя правые ноги и средняя левая нога – в воздухе. Затем они меняются. Забавно попробовать скопировать этот треугольный узор, используя по три пальца на каждой руке.

В следующий раз, когда вы увидите муравья, ползущего по стене, присмотритесь, возможно, вы станете свидетелем работы этих удивительных существ.